Однією з основних завдань паливно-енергетичних підприємств є безпечне транспортування рідких і газоподібних середовищ, в тому числі хімічно агресивних, при тиску, яке може перевищувати 80 МПа. Важливу роль у вирішенні цієї проблеми відіграє запірна арматура високого тиску. Виробниками цих виробів, що працюють в складних умовах, є спеціалізовані підприємства всього світу.

Запірний вентиль (або запірний клапан) - найбільш поширений вид запірної арматури. Універсальність конструкції запірного вентиля дозволяє встановлювати цю арматуру і на горизонтальних, і на вертикальних ділянках трубопроводу.

Конструктивно запірний вентиль відноситься до арматури, в якій для перекриття потоку продукту, що транспортується запірний орган здійснює зворотно-поступальні рухи паралельно центральній осі поверхні корпусу, уздовж потоку переданого продукту.

Рухомий елемент вентиля - це шпиндель, який угвинчується в різьбу нерухомої ходової гайки. Гайка розташовується в кришці або бугелі.

При використанні ходової різьблення з функцією самоторможения існує можливість ставити робочий орган в проміжне положення без небезпеки його самовільного зсуву під впливом тиску.

Конструктивно корпусу запірних вентилів поділяють на кілька видів

Прямоточні - патрубки у таких моделей знаходяться на одній осі, а вісь шпинделя розташовується під кутом до осі проходу. Перевагами цього конструктивного рішення є низький гідравлічний опір і відсутність «зон застою». До недоліків можна віднести велику довжину і значну вагу.

Прохідні вентилі монтують на прямих ділянках трубопроводів. До недоліків цієї арматури можна віднести досить велику гідравлічний опір, наявність «зон застою», складність конструкції, великі розміри і вага.

Кутові вентилі призначені для ділянок трубопроводу, розташованих під прямим кутом один до одного. Працюють при невисоких температурах середовища, що транспортується.

Змішувальні вентилі дають можливість отримувати середу стабільної температури шляхом змішування двох потоків. Позитивний ефект від їх використання - застосування одного устрройства, що заміняє два вентиля і спеціальний змішувач.

За типом герметизації з'єднання шпинделя і кришки вентилі бувають сальниковими і сильфонні.

Переваги запірних вентилів:

• Можливість їх експлуатації для транспортування середовищ, що знаходяться під високим тиском, а також при наявності серйозного перепаду тисків на запірному елементі.
• Простота конструкції, легке технічне обслуговування і ремонт в період експлуатації.
• Для повного перекриття проходу потрібно невеликий хід запірного органу.
• Відносно невелика вага і розміри.

До недоліків цього виду запірної арматури можна віднести досить значний гідравлічний опір і неможливість роботи з сильно забрудненими середовищами і потоками з високою в'язкістю.

Запірна арматура цього типу застосовується на трубопроводах з тиском робочого середовища, що перевищує стандартне. Замикаючий елемент, що працює в умовах підвищених навантажень, повинен мати високу міцність і максимальну зручність при відкритті і перекритті струму робочого середовища.

У кранах рухома деталь затвора являє собою тіло обертання з проходом для робочого середовища, яке для перекриття потоку повертається навколо своєї осі. Ось рухомий деталі розташована перпендикулярно осі трубопроводу.

Кран будь-якої конструкції має дві основні деталі - нерухомий корпус і обертається елемент.

Кран високого тиску гідравлічний коніческійв якості запірного елемента оснащений пробкою. Це простий і недорогий вид запірної арматури. Однак конічні крани малоефективні для використання в трубопроводах значного діаметра, для роботи з агресивними середовищами і в умовах підвищеного тиску, що транспортується. Тому в таких галузях промисловості, як металургійна, нафтохімічна, газова, така запірна арматура практично не використовується.

Крани кульові високого тиску герметичні, довговічні, прості і надійні в експлуатації завдяки замикаючого елементу у формі кулі, що обертається навколо осі. Така запірна арматура застосовується для великих діаметрів трубопроводів, агресивних середовищ, при високому тиску, що транспортується. Кульові крани широко використовуються в комунальному господарстві, енергетиці, нафтової, хімічної, металургійної, газової галузях.

Конструкція кульового крана

За числом патрубків інаправленію потоку розрізняють наступні типи запірної арматури:

• Триходовий кран високого тиску використовується для перемикання потоку продукту з однієї лінії на іншу, напрямки в кілька трубопроводів або змішання двох потоків. Випускають також чотирьох- і багатоходові крани.
• Крани високого тиску прохідні виготовляються з корпусом, що має співвісні патрубки.
• Кутові крани мають корпус з патрубками, розташованими перпендикулярно один до одного.

Засувки є різновидом запірної арматури, призначеної для повного перекриття потоків, що транспортуються. Широко застосовуються для установки на магістральних і технологічних трубопроводах. Замикаючий елемент здійснює зворотно-поступальні рухи в напрямку, перпендикулярному потоку середовища. Засувка має два робочих стану - «відкрито» і «закрито».

За конструкцією робочого органу цю запірну арматуру розділяють на два типи:

• Клинові засувки мають цільний (жорсткий або пружний) або складовою дводисковий клин, утворений двома дисками, що знаходяться під кутом один до одного.
• Засувки паралельного типу оснащені затвором, який має вигляд диска або листа (шиберні) або вид двох дисків з розташованими між ними пружиною або клином.

Засувки, які використовуються як запірна арматура високого тиску, мають порівняно простою конструкцією, малою гідравлічним опором, малою довжиною.

Недолік засувок:

• значний час відкриття і закриття;
• велика висота, порівняно з іншими запірними пристроями;
• неможливість застосування з метою регулювання потоку, що транспортується.

Запобіжні клапани відносяться до трубопровідної арматури, призначеної для автоматичного захисту трубопроводів і всієї технологічної системи від перевищення допустимого тиску транспортованого продукту способом його часткового скидання за межі системи. Найбільш поширеним є запобіжний клапан пружинного типу.

За способом скидання продукту з системи клапани розділяють на:

• пристрою відкритого типу, що працюють без протитиску і здатні скидати передану середу безпосередньо в навколишнє середовище;
• клапани закритого типу скидають продукт назад в призначену для цього лінію трубопроводу, запобіжні пристрої працюють з протитиском.

До переваг пружинних запобіжних клапанів можна віднести малі габаритні параметри при порівняно великих прохідних перетинах, можливість установки в необхідному просторовому положенні, а також хорошу пропускну здатність.

Регулюючі клапани відносяться до групи регулюючої трубної арматури, використовуваної для управління характеристиками робочих середовищ на окремо взятій ділянці трубопроводу.

Ці пристрої складаються з клапана або заслінки, які виступають в якості регулюючого органу, вони безпосередньо впливають на потік шляхом зміни пропускної здатності; а також
приводу.

Привід може бути електричним, пневматичним або гідравлічним, він виконує роль керуючого механізму.

Залежно від розташування регулюючого органу клапани розрізняють:

• нормально відкриті - такі клапани мають повністю відкрите прохідний перетин, якщо керуючий сигнал відсутній;
• нормально закриті - при відсутності керуючого сигналу прохідний перетин закрито.

Всі матеріали, що застосовуються для виготовлення арматури високого тиску, повинні підбиратися в повній відповідності зі специфікаціями робочих креслень. В ході виробництва запірних, запобіжних та регулювальних пристроїв всі операції лиття, кування, штампування піддаються неруйнівним способам контролю.